充入大量的氣氣，然后旋轉密封閥桿17,拉動密封閥板15,使 密封閥板15上的環形耐火磚18的孔口對準誘注通道13,再打開鋼包下部的滑動水口，將預 先烙煉好的材質為Q345B、質量為75噸的鋼水通過中注管22,流經湯道21和誘口磚12誘 注到所述的鋼錠模4內部，直到鋼水完全淹沒鋼忍5,并充滿鋼錠模4內部，抵達鐵帽口 2的 液相線位置，形成復合鋼錠，然后采用空冷方式讓復合鋼錠自然冷卻，直到復合鋼錠全部凝 固為止，即可獲得總質量為97. 5噸的復合鋼錠，切去總質量7. 7%的帽口部分7. 5噸，即可 獲得有效尺寸為1700X2000mmX3400mm、質量為90噸的復合鋼錠。
[0052] 上述具體實施例表明，采用本發明的工藝方法可W低成本地制備出界面呈冶金結 合的大型復合鋼錠，本發明的工藝方法具有工藝簡單、生產成本低，界面結合質量好，鋼錠 內在質量好，鋼錠綜合成材率高，鋼錠形狀、尺寸規格及品種靈活多樣等特點。需要說明的 是，運些例子僅是本發明的制備方法提供的一些應用范例，不能理解為對本發明權利要求 保護范圍的限制。
【主權項】
1. 一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法，其特征是該方法包括以下步驟： a. 制作鋼錠模：選取質量合格的連鑄板坯、乳制板坯或鍛造板坯，將板坯表面清洗、除 油、烘干，按照常規的鑄鐵錠模的形狀、或按照矩形形狀、或按照多邊形形狀、或按照圓形形 狀將所述板坯組合，板坯相互對接的邊緣采用焊接方式連接，制成能夠盛裝鋼水的鋼錠模， 并在鋼錠模的頂部上沿打出至少四個螺孔，或至少焊接四個耳子，耳子上打出螺孔，采用下 注式澆鋼時，在鋼錠模的底部加工出至少一個流鋼孔，然后利用機械方法或化學方法去除 所述鋼錠模內表面的氧化鐵皮； b. 選取鋼芯：選取質量合格的連鑄坯、乳制坯、鍛造坯或已經澆鑄出來的小鋼錠做待 復合的鋼芯，利用機械方法或化學方法去除所述鋼芯表面的氧化鐵皮，在每塊鋼芯的底部 至少焊接三塊墊鐵； c. 鋼錠模與鋼芯的組裝及密封：將所述的鋼芯吊放到所述鋼錠模的內部，將常規方法 制作的鐵帽口安放在所述鋼錠模的頂部，所述鐵帽口的下沿與鋼錠模的上沿對齊，在鐵帽 口下沿與鋼錠模上沿之間加耐火纖維密封墊，然后用緊固螺栓將鐵帽口與鋼錠模鎖緊；在 鐵帽口的內壁插入常規的絕熱板，在鐵帽口的上部設置密封蓋板，在密封蓋板與鐵帽口的 上沿之間加耐火纖維密封墊，然后采用緊固螺栓鎖緊；在密封蓋板的頂部預先設置進排氣 管道，在進排氣管道上設置真空抽氣閥門和惰性氣體閥門；采用上注式澆鋼工藝時，在密封 蓋板的頂部預先設置澆注通道，在澆注通道頂部加裝密封閥體，密封閥體與澆注通道之間 采用螺栓連接，密封閥體內設置密封閥板，密封閥板的一半為金屬板，另一半裝設環形耐火 磚，在澆注通道內部安放澆口磚；采用下注式澆鋼工藝時，澆注通道安裝在鋼錠模的下部， 將澆注通道焊接在鋼錠模下部的流鋼孔上，然后在澆注通道內放置澆口磚，在澆注通道的 下部采用螺栓連接密封閥體，密封閥體的下面安裝湯道，最后連接中注管，整個裝置放置在 工作臺上進行操作，此外，采用下注式澆鋼工藝時，預先將發熱渣包吊掛在密封蓋板的下 面； d. 預熱鋼芯和鋼錠模：旋轉密封閥桿，推動密封閥板，使密封閥板的金屬板部分封 住澆注通道，關閉進排氣管道上的惰性氣體閥門，打開真空抽氣閥門，利用真空抽氣裝置 通過進排氣管道將密封在鋼錠模內部的空氣抽出，然后關閉進排氣管道上的真空抽氣閥 門，打開進排氣管道上的惰性氣體閥門，向鋼錠模內部充入惰性氣體，然后再次關閉惰性 氣體閥門，打開真空抽氣閥門，利用真空抽氣裝置通過進排氣管道將密封在鋼錠模內部的 惰性氣體抽出，當真空度小于20Pa時，對鋼錠模及模內的鋼芯進行預熱，預熱溫度達到 100°C-1250°C時停止加熱；或當真空度達到20Pa時關閉真空抽氣閥門，打開惰性氣體閥 門，再次向鋼錠模內部充入惰性氣體，當鋼錠模內的惰性氣體的壓力大于模外大氣壓力時， 再對鋼錠模及模內的鋼芯進行預熱，預熱溫度達到l〇〇°C-1250Γ時停止加熱； e. 澆鑄復合：關閉真空抽氣閥門，打開惰性氣體閥門，向鋼錠模內連續充入大量的惰 性氣體，然后旋轉密封閥桿，拉動密封閥板，使密封閥板的環形耐火磚對準澆注通道，再打 開鋼包下部的滑動水口，將預先熔煉好的待復合的鋼水澆注到所述的鋼錠模內部，直到鋼 水完全淹沒鋼芯，并充滿鋼錠模內部，抵達鐵帽口的液相線位置，形成復合鋼錠；采用上注 式澆鋼工藝時，或在惰性氣體保護狀態下進行澆鋼，或在真空狀態下澆鋼；在真空狀態下澆 鋼時，關閉進排氣管道上的惰性氣體閥門，打開真空抽氣閥門，利用真空抽氣裝置通過進排 氣管道重新將密封在鋼錠模內部的惰性氣體抽出，當真空度小于lOOPa時旋轉密封閥桿， 拉動密封閥板，使密封閥板的環形耐火磚的孔口對準澆注通道，再打開鋼包下部的滑動水 口，將預先熔煉好的待復合的鋼水澆注到所述的鋼錠模內部，直到鋼水完全淹沒鋼芯，并充 滿鋼錠模內部，抵達鐵帽口的液相線位置，形成復合鋼錠；采用上注式澆鋼工藝時，鋼水澆 注完畢后移開鋼包，通過澆注通道向鋼錠模內投入發熱保護渣； f.復合鋼錠冷卻：當鋼水澆注完成后，采用空冷、風冷或氣霧冷卻方式從鋼錠模外部 對所述復合鋼錠進行冷卻，直到復合鋼錠全部凝固為止，切去鋼錠頭部的帽口部分，即可得 到完整的復合鋼錠。2. 根據權利要求1所述的一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法，其特征是步 驟a中所述的制作鋼錠模板坯的化學成分與待澆鑄的鋼水的化學成分相同時，制作同材質 的大型或特大型合金鋼錠；所述板坯的化學成分與待澆鑄的鋼水的成分不相同時，制作同 不材質的大型或特大型復合鋼錠。3. 根據權利要求1所述的一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法，其特征是步 驟a中所述的鋼錠模的截面形狀為圓形、矩形、正方形、多邊形、異形斷面或變斷面。4. 根據權利要求1所述的一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法，其特征是步 驟b中所述的鋼芯的界面形狀為圓形、矩形、正方形、多邊形或異形斷面，且鋼芯的成分與 待澆鑄的鋼水的成分相同；鋼芯的數量或為一塊，或為多塊。
【專利摘要】本發明公開了一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法，能夠在取消鑄鐵錠模的情況下制備出各種噸位的大型合金鋼錠。該方法的步驟包括：選取質量合格的連鑄板坯、軋制板坯或鍛造板坯制作鋼錠模；選取質量合格的連鑄坯、軋制坯、鍛造坯或已經澆鑄出來的小鋼錠做待復合的鋼芯；鋼錠模與鋼芯的組裝及密封；預熱鋼芯和鋼錠模；澆鑄復合；復合鋼錠冷卻。本發明采用常規的軋制板坯、鍛造板坯或連鑄板坯焊接制作鋼錠模，并與待澆鑄的金屬熔體復合在一起形成復合鋼錠，可以提高鋼錠的表面質量；采用連鑄坯、軋制坯、鍛造坯或已經澆鑄出來的小鋼錠做待復合的鋼芯，可以徹底消除鋼錠的心部疏松、氣孔和夾雜物等缺陷，進一步提高鋼錠的心部質量。
【IPC分類】B22D19/16, B22D7/06
【公開號】CN105312513
【申請號】CN201510835843
【發明人】井玉安, 張磊, 羅德維
【申請人】遼寧科技大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月26日